FFmpeg处理流程

结构体

AVFormatContext

作用：管理媒体文件的封装格式上下文，存储文件格式、流信息、I/O 操作等元数据。
关键字段

1. AVInputFormat *iformat;   // 输入格式（如MP4、FLV）
2. AVStream **streams;       // 音视频流数组
3. int nb_streams;           // 流数量
4. int64_t duration;         // 总时长（微秒）

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初始化：avformat_alloc_context()，avformat_open_input()
AVStream

作用：表现单个音视频流，包含编解码参数和时间基准。
关键字段：

1. AVCodecParameters *codecpar;  // 编解码参数（如分辨率、采样率）
2. AVRational time_base;         // 时间基（如1/30表示30fps）

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初始化：avformat_new_stream()
AVCodec

AVCodecContext

作用：编解码器上下文，存储编解码参数（如码率、帧率、像素格式）。
关键字段：

1. enum AVCodecID codec_id;      // 编解码器ID（如H.264、AAC）
2. int width, height;            // 视频分辨率
3. enum AVPixelFormat pix_fmt;   // 像素格式（如YUV420P）
4. AVRational time_base;         // 编码器时间基

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初始化：avcodec_alloc_context3()，avcodec_parameters_to_context()
AVPacket

作用：存储编码后的压缩数据（如H.264数据包）。
关键字段：

1. uint8_t *data;       // 压缩数据指针
2. int size;            // 数据大小
3. int64_t pts, dts;    // 显示和解码时间戳

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初始化：av_packet_alloc()，av_packet_unref()
AVFrame

作用：存储解码后的原始数据（如YUV像素数据或PCM音频样本）。
关键字段：

1. uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS]; // 数据指针（如Y、U、V分量）
2. int linesize[AV_NUM_DATA_POINTERS];  // 每行字节数
3. int width, height;                    // 视频分辨率

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初始化：av_frame_alloc()，av_frame_free()
SwsContext

作用：图像格式转换上下文（如YUV转RGB）。
初始化：sws_getContext()，烧毁：sws_freeContext()
SwrContext

作用：音频重采样上下文（如48kHz转44.1kHz）。
初始化：swr_alloc_set_opts()，烧毁：swr_free()
API

avformat_open_input
avformat_find_stream_info
av_find_best_stream
avcodec_alloc_context3
avcodec_parameters_to_context
avcodec_open2
avcodec_find_encoder
av_opt_set_int
sws_getContext
avformat_alloc_output_context2
avformat_new_stream
avcodec_parameters_from_context
avio_open
avformat_write_header
av_frame_alloc
av_frame_get_buffer
av_packet_alloc
av_read_frame
avcodec_send_packet
avcodec_receive_frame
sws_scale
av_rescale_q
avcodec_send_frame
avcodec_receive_packet
av_packet_rescale_ts
av_interleaved_write_frame
av_packet_unref
av_write_trailer
例子

1. #include <iostream>
2. #include <memory>
4. // 使用 RAII 管理指针（可选，但推荐）
5. template<typename T, void(*Deleter)(T*)>
6. struct FFmpegResource {
7.     T* ptr = nullptr;
8.     FFmpegResource(T* p = nullptr) : ptr(p) {}
9.     ~FFmpegResource() { if (ptr) Deleter(ptr); }
10. };
12. using AVFormatContextPtr = FFmpegResource<AVFormatContext, avformat_close_input>;
13. using AVCodecContextPtr = FFmpegResource<AVCodecContext, avcodec_free_context>;
14. using SwsContextPtr = FFmpegResource<SwsContext, sws_freeContext>;
15. using AVFramePtr = FFmpegResource<AVFrame, av_frame_free>;
16. using AVPacketPtr = FFmpegResource<AVPacket, av_packet_free>;
18. int main() {
19.     AVFormatContext *srcCtx = nullptr;
20.     AVCodecContext *srcDecCtx = nullptr, *encCtx = nullptr;
21.     SwsContext *swsCtx = nullptr;
22.     AVFrame *decFrame = nullptr, *encFrame = nullptr;
23.     AVPacket *pkt = nullptr;
24.     AVFormatContext *outputCtx = nullptr;
25.     int ret = 0;
27.     // 错误处理标签
28.     #define CHECK_ERROR(cond, msg, cleanup_label) \
29.         if ((cond)) { \
30.             std::cerr << (msg) << ": " << av_err2str(ret) << std::endl; \
31.             goto cleanup_label; \
32.         }
34.     // ============ 打开输入文件 ============
35.     ret = avformat_open_input(&srcCtx, srcPath.toStdString().c_str(), nullptr, nullptr);
36.     CHECK_ERROR(ret < 0, "打开视频文件失败", cleanup);
38.     ret = avformat_find_stream_info(srcCtx, nullptr);
39.     CHECK_ERROR(ret < 0, "获取视频流信息失败", cleanup);
41.     // ============ 初始化视频解码器 ============
42.     const AVCodec *srcDec = nullptr;
43.     int streamIndex = av_find_best_stream(srcCtx, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, -1, -1, &srcDec, 0);
44.     CHECK_ERROR(streamIndex < 0, "查找视频流失败", cleanup);
46.     srcDecCtx = avcodec_alloc_context3(srcDec);
47.     CHECK_ERROR(!srcDecCtx, "分配解码器上下文失败", cleanup);
49.     ret = avcodec_parameters_to_context(srcDecCtx, srcCtx->streams[streamIndex]->codecpar);
50.     CHECK_ERROR(ret < 0, "拷贝解码器参数失败", cleanup);
52.     ret = avcodec_open2(srcDecCtx, srcDec, nullptr);
53.     CHECK_ERROR(ret < 0, "打开解码器失败", cleanup);
55.     // ============ 初始化视频编码器 ============
56.     const AVCodec *srcEnc = avcodec_find_encoder(srcCtx->streams[streamIndex]->codecpar->codec_id);
57.     CHECK_ERROR(!srcEnc, "查找编码器失败", cleanup);
59.     encCtx = avcodec_alloc_context3(srcEnc);
60.     CHECK_ERROR(!encCtx, "分配编码器上下文失败", cleanup);
62.     // 配置编码参数
63.     encCtx->width = width;
64.     encCtx->height = height;
65.     encCtx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
66.     encCtx->time_base = {1, 30};
67.     encCtx->gop_size = 12;
68. //    encCtx->bit_rate = 4000000; 不设置码率
70.     encCtx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH;
71.     encCtx->level = 40;
72.     encCtx->max_b_frames = 2;
73.     encCtx->color_range = AVCOL_RANGE_MPEG; // 颜色范围（tv）
74.     encCtx->color_primaries = AVCOL_PRI_BT709; // 颜色标准
75.     encCtx->color_trc = AVCOL_TRC_BT709;  // 颜色传输特性
76.     encCtx->colorspace = AVCOL_SPC_BT709; // 颜色空间
78.     // 设置CRF模式与参数调整
79.     encCtx->flags |= AV_CODEC_FLAG_QSCALE;// 启用量化参数控制
80.     av_opt_set_int(encCtx->priv_data, "crf", 18, AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);// 0-51，18为视觉无损
82.     av_opt_set(encCtx->priv_data, "preset", "veryslow", AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);  // 牺牲时间换取质量
83. //    av_opt_set(encCtx->priv_data, "tune", "film", AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);  // 电影类用film，动画用animation
86.     ret = avcodec_open2(encCtx, srcEnc, nullptr);
87.     CHECK_ERROR(ret < 0, "打开编码器失败", cleanup);
89.     // ============ 创建缩放上下文 ============
90.     swsCtx = sws_getContext(/* 参数保持原逻辑 */);
91.     CHECK_ERROR(!swsCtx, "创建缩放上下文失败", cleanup);
93.     // ============ 准备输出文件 ============
94.     ret = avformat_alloc_output_context2(&outputCtx, nullptr, nullptr, destPath.toStdString().c_str());
95.     CHECK_ERROR(ret < 0, "创建输出上下文失败", cleanup);
97.     AVStream *outStream = avformat_new_stream(outputCtx, nullptr);
98.     CHECK_ERROR(!outStream, "创建输出流失败", cleanup);
100.     ret = avcodec_parameters_from_context(outStream->codecpar, encCtx);
101.     CHECK_ERROR(ret < 0, "拷贝编码器参数到输出流失败", cleanup);
103.     // 显式设置输出流时间基与编码器一致
104.     outStream->time_base = encCtx->time_base;
106.     if (!(outputCtx->oformat->flags & AVFMT_NOFILE)) {
107.         ret = avio_open(&outputCtx->pb, destPath.toStdString().c_str(), AVIO_FLAG_WRITE);
108.         CHECK_ERROR(ret < 0, "打开输出文件失败", cleanup);
109.     }
111.     ret = avformat_write_header(outputCtx, nullptr);
112.     CHECK_ERROR(ret < 0, "写入文件头失败", cleanup);
114.     // ============ 帧处理循环 ============
115.     decFrame = av_frame_alloc();
116.     encFrame = av_frame_alloc();
117.     pkt = av_packet_alloc();
118.     CHECK_ERROR(!decFrame || !encFrame || !pkt, "分配帧/包失败", cleanup);
120.     while (av_read_frame(srcCtx, pkt) >= 0) {
121.         if (pkt->stream_index != streamIndex) {
122.             av_packet_unref(pkt);
123.             continue;
124.         }
126.          // 解码
127.         if ((ret = avcodec_send_packet(srcDecCtx, pkt)) < 0) {
128.             cout << "读取包失败: " << av_err2str(ret) << endl;
129.         }
130.         while (ret >= 0) {
131.             ret = avcodec_receive_frame(srcDecCtx, decFrame);
132.             if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
133.                 break;
134.             } else if (ret < 0) {
135.                 cout << "读取帧失败: " << av_err2str(ret) << endl;
136.             }
137.             cout << "解码帧 pts: " << decFrame->pts << endl;
139.             // 缩放
140.             sws_scale(swsCtx, decFrame->data, decFrame->linesize,
141.                       0, srcDecCtx->height, encFrame->data, encFrame->linesize);
142.             encFrame->pts = av_rescale_q(decFrame->pts, srcCtx->streams[streamIndex]->time_base, encCtx->time_base);
144.             // 编码
145.             AVPacket *encPkt = av_packet_alloc();
146.             if ((ret = avcodec_send_frame(encCtx, encFrame)) < 0) {
147.                 cout << "发送帧到编码器失败: " << av_err2str(ret) << endl;
148.             }
149.             while (ret >= 0) {
150.                 ret = avcodec_receive_packet(encCtx, encPkt);
151.                 if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
152.                     break;
153.                 } else if (ret < 0) {
154.                     cout << "编码器输出包失败: " << av_err2str(ret) << endl;
155.                 }
157.                 // 写入输出文件
158.                 av_packet_rescale_ts(encPkt, encCtx->time_base, outStream->time_base);
159.                 cout << "编码: " << encPkt->pts << endl;
160.                 av_interleaved_write_frame(outputCtx, encPkt);
161.                 av_packet_unref(encPkt);
162.             }
164.         }
165.     }
167.     // ============ 刷新编码器缓冲区  ============
168.     avcodec_send_frame(encCtx, nullptr); // 发送空帧刷新
169.     while (true) {
170.         AVPacket encPkt;
171.         av_init_packet(&encPkt);
172.         ret = avcodec_receive_packet(encCtx, &encPkt);
173.         if (ret == AVERROR_EOF || ret < 0) break;
174.         av_packet_rescale_ts(&encPkt, encCtx->time_base, outStream->time_base);
175.         av_interleaved_write_frame(outputCtx, &encPkt);
176.         av_packet_unref(&encPkt);
177.     }
179.     // ============ 写入文件尾 ============
180.     ret = av_write_trailer(outputCtx);
181.     CHECK_ERROR(ret < 0, "写入文件尾失败", cleanup);
183. // ============ 资源释放 ============
184. cleanup:
185.     avformat_close_input(&srcCtx);
186.     avcodec_free_context(&srcDecCtx);
187.     avcodec_free_context(&encCtx);
188.     sws_freeContext(swsCtx);
189.     av_frame_free(&decFrame);
190.     av_frame_free(&encFrame);
191.     av_packet_free(&pkt);
192.     if (outputCtx && !(outputCtx->oformat->flags & AVFMT_NOFILE)) {
193.         avio_closep(&outputCtx->pb);
194.     }
195.     avformat_free_context(outputCtx);
196.     return ret;
197. }

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